一種cng和hcng的混合加氣裝置及加氣方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種加氣裝置及加氣方法，特別是關(guān)于一種CNG(壓縮天然氣)和HCNG(壓縮天然氣摻氫氣)的混合加氣裝置及加氣方法。
【背景技術(shù)】
[0002]HCNG是由以甲烷為主要成份的天然氣和純度大于99%的氫氣混合的氣體燃料，其混合比例是在天然氣中加入能量百分比為5%?20% (體積百分比為15%?60% )的氫氣。
[0003]HCNG擁有天然氣和氫氣各自的優(yōu)點(diǎn)，天然氣燃燒后無廢渣廢水產(chǎn)生，使用安全，熱值高；氫氣具有很寬的著火范圍、火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤斓忍攸c(diǎn)。摻氫氣壓縮天然氣可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的稀薄燃燒，能降低發(fā)動(dòng)機(jī)排放，提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率，可保證發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性，是理想的低碳、綠色的發(fā)動(dòng)機(jī)替代燃料。
[0004]隨著HCNG發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車技術(shù)日趨成熟，需要一種能夠?yàn)镠CNG汽車加注HCNG的專用加氣裝置。同時(shí)，當(dāng)前CNG汽車的大量運(yùn)用，也使CNG汽車加氣站的數(shù)量在不斷擴(kuò)張。但同時(shí)滿足HCNG汽車和CNG汽車的加氣裝置還沒有，在一定程度上影響了 HCNG作為一種新型替代能源的使用和推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種同時(shí)滿足HCNG汽車和CNG汽車加氣需求的CNG和HCNG的混合加氣裝置及加氣方法。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種CNG和HCNG的混合加氣裝置，其特征在于:它包括前置處理系統(tǒng)、混合升壓系統(tǒng)和加注存儲(chǔ)系統(tǒng)；所述前置處理系統(tǒng)經(jīng)所述混合升壓系統(tǒng)與所述加注存儲(chǔ)系統(tǒng)連接；所述前置處理系統(tǒng)包括管束運(yùn)CNG拖車、管束運(yùn)氫氣拖車、CNG卸氣柱、氫氣卸氣柱、CNG凈化器和氫氣凈化器；所述CNG卸氣柱的快速接頭連接于所述管束運(yùn)CNG拖車上，所述CNG卸氣柱的出氣口與所述CNG凈化器的進(jìn)氣口通過氣體管道連接；所述CNG凈化器的出氣口與所述混合升壓系統(tǒng)連接；所述氫氣卸氣柱的快速接頭連接于所述管束運(yùn)氫氣拖車上，所述氫氣卸氣柱的出氣口與所述氫氣凈化器的進(jìn)氣口通過氣體管道連接；所述氫氣凈化器的出氣口與所述混合升壓系統(tǒng)連接；所述混合升壓系統(tǒng)包括混合裝置、CNG專用活塞壓縮機(jī)組和HCNG專用隔膜壓縮機(jī)組；所述CNG專用活塞壓縮機(jī)組的進(jìn)氣口通過氣體管道與所述CNG凈化器的出氣口連接，所述CNG專用活塞壓縮機(jī)組的出氣口與所述加注存儲(chǔ)系統(tǒng)連接；所述混合裝置的氫氣進(jìn)氣管路與所述氫氣凈化器的出氣口連接，所述混合裝置的CNG進(jìn)氣管路與所述CNG凈化器的出氣口連接；所述混合裝置的HCNG出氣管路與所述HCNG專用隔膜壓縮機(jī)組的進(jìn)氣口連接；所述HCNG專用隔膜壓縮機(jī)組的出氣口與所述加注存儲(chǔ)系統(tǒng)連接。
[0007]所述加注存儲(chǔ)系統(tǒng)包括第一順序控制盤、第二順序控制盤、固定式CNG存儲(chǔ)瓶組、固定式HCNG存儲(chǔ)瓶組、CNG加氣機(jī)和HCNG加氣機(jī)；所述固定式CNG存儲(chǔ)瓶組包括CNG高壓存儲(chǔ)瓶組和CNG低壓存儲(chǔ)瓶組，所述固定式HCNG存儲(chǔ)瓶組包括HCNG高壓存儲(chǔ)瓶組和HCNG低壓存儲(chǔ)瓶組；所述CNG專用活塞壓縮機(jī)組的出氣口通過氣體管道與所述第一順序控制盤中的進(jìn)氣孔連接；所述第一順序控制盤上的第一高壓出氣孔與所述固定式CNG存儲(chǔ)瓶組中的所述CNG高壓存儲(chǔ)瓶組的進(jìn)氣孔通過氣體管道相連接，所述第一順序控制盤上的第二高壓出氣孔和所述CNG加氣機(jī)的CNG高壓進(jìn)氣孔通過氣體管道連接，所述第一順序控制盤上的第一低壓出氣孔與所述固定式CNG存儲(chǔ)瓶組中的所述CNG低壓存儲(chǔ)瓶組的進(jìn)氣孔通過氣體管道相連接，所述第一順序控制盤上的第二低壓出氣孔和所述CNG加氣機(jī)的CNG低壓進(jìn)氣孔通過氣體管道相連接；所述HCNG專用隔膜壓縮機(jī)組的出氣孔通過氣體管道與所述第二順序控制盤中的進(jìn)氣孔連接；所述第二順序控制盤上的第一高壓出氣孔與所述固定式HCNG存儲(chǔ)瓶組中的所述HCNG高壓存儲(chǔ)瓶組的進(jìn)氣孔通過氣體管道連接，所述第二順序控制盤上的第二高壓出氣孔和所述HCNG加氣機(jī)的HCNG高壓進(jìn)氣孔通過氣體管道連接，所述第二順序控制盤上的第一低壓出氣孔與所述固定式HCNG存儲(chǔ)瓶組中的所述HCNG低壓存儲(chǔ)瓶組的進(jìn)氣孔通過氣體管道連接，所述第二順序控制盤上的第二低壓出氣孔和所述HCNG加氣機(jī)的HCNG低壓進(jìn)氣孔通過氣體管道連接。
[0008]所述第一順序控制盤和所述第二順序控制盤上均設(shè)置有高壓控制閥和低壓控制閥。
[0009]所述混合裝置包括CNG進(jìn)氣管路、氫氣進(jìn)氣管路、HCNG混合緩沖罐和HCNG出氣管路；所述CNG進(jìn)氣管路的一端與所述凈化器的出氣口連接，所述CNG進(jìn)氣管路的另一端與所述HCNG混合緩沖罐的CNG進(jìn)氣口相連；所述氫氣進(jìn)氣管路的一端與所述氫氣凈化器的出氣口連接，所述氫氣進(jìn)氣管路的另一端與所述HCNG混合緩沖罐的氫氣進(jìn)氣口連接；在所述CNG進(jìn)氣管路和所述氫氣進(jìn)氣管路上由進(jìn)氣口開始都依次設(shè)置有電磁控制閥、進(jìn)氣壓力表、調(diào)壓穩(wěn)壓器、溫度表、調(diào)壓壓力監(jiān)測(cè)表和流量控制計(jì)；所述HCNG混合緩沖罐上設(shè)置有壓力監(jiān)控表和安全控制閥；所述HCNG出氣管路的一端與所述HCNG混合緩沖罐的HCNG出氣孔連接，所述HCNG出氣管路的另一端與所述HCNG專用隔膜壓縮機(jī)組的進(jìn)氣孔連接，在所述HCNG出氣管路上設(shè)置有HCNG電磁控制閥。
[0010]在各所述連接用氣體管道上都設(shè)置有控制閥。
[0011 ] 一種采用所述CNG和HCNG的混合加氣裝置的CNG和HCNG的混合加氣方法，包括以下步驟:1)通過CNG卸氣柱將管束運(yùn)CNG拖車中的CNG卸入到CNG凈化器中，經(jīng)CNG凈化器凈化后的CNG —部分通過氣體管道進(jìn)入CNG專用活塞壓縮機(jī)組，另一部分通過氣體管道進(jìn)入混合裝置的CNG進(jìn)氣管路；2)進(jìn)入CNG專用活塞壓縮機(jī)組的CNG經(jīng)CNG專用活塞壓縮機(jī)組升壓后通過第一順序控制盤進(jìn)入CNG加氣機(jī)或固定式CNG存儲(chǔ)瓶組；3)通過氫氣卸氣柱將管束運(yùn)氫氣拖車中的氫氣卸入到氫氣凈化器中，經(jīng)氫氣凈化器凈化后的氫氣通過氣體管道進(jìn)入混合裝置的氫氣進(jìn)氣管路；4)進(jìn)入混合裝置的CNG和氫氣混合生成HCNG ;5)進(jìn)入HCNG專用隔膜壓縮機(jī)組的HCNG經(jīng)HCNG專用隔膜壓縮機(jī)組升壓后通過第二順序控制盤進(jìn)入HCNG加氣機(jī)或固定式HCNG存儲(chǔ)瓶組。
[0012]所述步驟2)中，第一順序控制盤通過高壓順序閥及低壓順序閥根據(jù)CNG加氣機(jī)和固定式CNG存儲(chǔ)瓶組的壓力對(duì)CNG進(jìn)行分配，具體方法包括以下步驟:(I)如果CNG加氣機(jī)中的壓力低于20MPa，則第一順序控制盤上的高壓順序閥和低壓順序閥關(guān)閉，CNG通過第一順序控制盤上的第二高壓出氣孔和第二低壓出氣孔直接進(jìn)入CNG加氣機(jī)對(duì)汽車氣瓶加氣；(2)如果CNG加氣機(jī)中的壓力高于20MPa，則第一順序控制盤上的高壓順序閥打開，CNG低壓順序閥關(guān)閉，CNG通過第一順序控制盤上的第一高壓出氣孔進(jìn)入CNG高壓存儲(chǔ)瓶組，當(dāng)CNG高壓存儲(chǔ)瓶組的壓力達(dá)到22MPa時(shí)，第一順序控制盤10上的高壓順序閥關(guān)閉，低壓順序閥打開，CNG通過第一順序控制盤上的第一低壓出氣孔進(jìn)入CNG低壓存儲(chǔ)瓶組；(3)當(dāng)CNG低壓存儲(chǔ)瓶組的壓力達(dá)到22MPa時(shí)，第一順序控制盤上的高壓順序閥和低壓順序閥同時(shí)打開，CNG通過第一順序控制盤上的第一高壓出氣孔和第一低壓出氣孔同時(shí)進(jìn)入CNG高壓存儲(chǔ)瓶組和CNG低壓存儲(chǔ)瓶組，直至壓力達(dá)到25MP